基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法及系统技术方案

基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法及系统，对采集到的交流系统回路电流信号进行改进S变换和一维快速短时哈特莱变换分析，依据正常状态特征值一致、正常与电弧故障状态特征值存在差异选取与电弧故障相关的特征量，依据特征变化趋势筛除冗余的电弧故障特征量，将所得的时频特征量组输入至已经具备二元聚类中心的K均值聚类模型，便可判断当前系统所处的状态，在触发电弧故障切断标准时发出切断相应故障支路的动作信号并报警。本发明专利技术通过多线性时频变换提取交流电弧故障的时频信息，确保不同非线性负载条件下的交流系统电弧故障均能得到有效切除，提升了交流系统安全稳定运行的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法及系统
本专利技术属于交流电气故障检测领域，具体涉及一种基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法及系统。
技术介绍
交流系统的线缆或者设备一旦出现绝缘老化、绝缘破损或者连接头松动等现象，均会引起电弧故障的发生，因而电弧故障频发于交流系统的输电、配电和用电环节，是一种十分常见的故障现象。如果对电弧故障不进行及时有效的切除，其高温高热特性会引发电气火灾事故，进而对系统运行和人身安全造成威胁。目前，已有相应的法规、标准测试方法对相关工业产品—交流电弧故障断路器(ACAFCI)动作性能进行了相关规定。1999年制定的UL1699标准对交流电弧故障断路器性能作出了明确规定，我国也于2015年开始实施相关标准GB/T31143-2014《电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求》，提出关于AFDD动作性能设计的一般要求，将其作为电气火灾监控系统的重要组成部分。由此可见，交流电弧故障的防治已经得到世界各国的广泛、深入研究。串联电弧故障引发的火灾事故往往较短路更具隐蔽性，所造成的后果更为严重。线性交流用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、交流系统运行中，采集回路电流信号I

【技术特征摘要】
1.一种基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、交流系统运行中，采集回路电流信号In进行改进S变换分析，得到二维时频复数矩阵分布，对该矩阵各元素取模得到二维时频矩阵分布TF1；对相同的电流信号In进行一维快速短时哈特莱变换分析，得到二维时频能量谱密度矩阵分布TF2；
S2、在得到的二维时频矩阵分布TF1与二维时频能量谱密度矩阵分布TF2中依据正常状态特征值一致、正常与电弧故障状态特征值存在差异选取与电弧故障相关的特征量，依据特征变化趋势筛除冗余的电弧故障特征量，得到m个时频特征量；
S3、将所得的时频特征量输入至已经具备二元聚类中心的K均值聚类模型，通过K均值聚类模型计算特征量与相应聚类中心的欧式距离来判断当前系统状态：
若交流系统处于正常状态则输出0，返回步骤S1进行后续交流系统回路电流信号分析；若交流系统处于电弧故障状态则输出1，判断为可能发生电弧故障，转至步骤S4；
S4、判断截止目前的K均值聚类模型输出故障指示值的个数是否满足切断标准，如果达到切断标准，则判定交流系统内发生电弧故障，发出切断相应故障支路的动作信号并报警；否则，判定是交流系统暂态干扰，返回步骤S1进行后续交流系统回路电流信号分析。


2.根据权利要求1所述基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于：所述的回路电流信号采样频率不低于20kHz，然后利用均值滤波方法降频。


3.根据权利要求1所述基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于：所述改进S变换的窗长取值范围为200～2000；所述一维快速短时哈特莱变换的窗长和变换点数相等，取值范围为200～2000，该参数与改进S变换的帧长保持一致。


4.根据权利要求1所述基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于：所述改进S变换的窗高系数取值范围为0.5～2；一维快速短时哈特莱变换的时间窗为汉宁窗。


5.根据权利要求1所述基于多种线性时频变换的交流电弧故障检测方法，其特征在于：所述步骤S2依据各阶段特征值在20周期内除去最大值、最小值后的均值判断特征值是否存在差异，若均值的相对差异超过10％则认为存在差异；否则认为特征值一致。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虎，
申请(专利权)人：浙江零壹智能电器研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33